Российские физики разработали теоретическую модель, которая описывает процесс передачи энергии между квантовыми системами и их отдельными элементами. Эта модель поможет ученым усилить связи между кубитами в квантовых компьютерах, а также улучшить работу квантовых сенсоров, сообщил во вторник Центр научной коммуникации МФТИ.
© globallookpress.com
"Режим сильной связи имеет большое практическое значение в плане конструирования искусственных квантовых систем. Так, например, кубиты намного проще поддерживать запутанными в режиме сильной связи. Мы сформулировали некоторый критерий, который позволяет сказать, когда система переходит в режим сильной связи", — пояснил младший научный сотрудник МФТИ (Долгопрудный) Иван Вовченко, чьи слова приводит Центр научной коммуникации МФТИ.
Видео дня
Как отмечается в сообщении, Вовченко и его коллеги разработали теорию, которая максимально детально описывает то, как происходит обмен энергией внутри квантовых систем. Эти процессы играют особенно важную роль в работе квантовых компьютеров, так как утечки энергии в окружающую среду влияют на то, как долго могут работать подобные вычислительные системы без появления случайных сбоев.
Существующие подходы, по словам физиков, хорошо описывают работу квантовых систем в тех случаях, когда квантовые объекты максимально сильно связаны друг с другом или же при очень высоком уровне утечек энергии в окружающую среду. При этом они плохо справляются с ситуациями, когда происходит переход между двумя этими режимами, и квантовая система находится в особом состоянии, в так называемой особой точке, откуда ее можно перевести в режим сильной связи между элементами.
Российские ученые разработали теоретическую модель, которая описывает процесс этого перехода на примере двух взаимодействующих квантовых систем. Они обладают двумя отдельными энергетическими уровнями и взаимодействуют друг с другом, а также с окружающей средой, что приводит к обмену энергией и ее рассеиванию. Используя эту модель, физики определили критерий — насыщение потока энергии, который позволяет определить время перехода компонентов квантовой системы в режим сильной связи.
В дополнение к этому расчеты физиков указали на существование фундаментальных ограничений в работе квантовых сенсоров на базе "особых точек". Существование этих лимитов связано с тем, что квантовые сенсоры, как обнаружили исследователи, взаимодействуют только с теми частицами, чья энергия превышает некоторый минимальный порог. Понимание этих особенностей процесса передачи энергии ускорит разработку и квантовых компьютеров, и квантовых сенсоров, подытожили Вовченко и его коллеги.
Источник: rambler.ru